Catégorie : volcanoes

La sismicité à Hawaii // Seismicity in Hawaii

drapeau-francaisSi vous allez à Hawaii, ne soyez pas surpris de sentir parfois la terre trembler. Chaque année, les habitants de la Grande Ile ressentent des dizaines de petits séismes qui font partie de leur vie quotidienne. Cependant, trois événements plus significatifs ont récemment été enregistrés sur l’archipel hawaiien, rappelant aux habitants des autres îles que, eux aussi, vivent avec le risque sismique.
Ainsi, le 28 mars dernier, un séisme de M 3.6 a secoué l’isthme reliant l’ouest et de l’est de Maui. Quatre jours plus tard, un événement de M 4.2, centré à environ 88 km à l’est de Hana, sur Maui, a été ressenti à travers tout l’État d’Hawaii. Trois jours plus tard, dans la matinée du 5 avril, une secousse de M 2.8, centrée à environ 5 km au large de Diamond Head, a fait vibrer des quartiers de Honolulu. Bien que ces trois événements aient présenté une faible magnitude, ils ont été suffisamment forts pour être ressentis par la population.
En règle générale, la localisation d’un séisme fournit les premiers indices quant à sa source. Les récentes secousses enregistrées à Maui et Oahu étaient toutes situées à des profondeurs comprises entre 18 et 36 km. A de telles profondeurs, et loin des centres d’activité volcanique comme le Kilauea ou le Mauna Loa sur l’île d’Hawaii, ce sont en général les mouvements de la lithosphère sous le poids des îles qui génèrent des forces se traduisant de temps à autre par des tremblements de terre. Les contraintes subies par la lithosphère recouvrent les temps géologiques, avec des séismes qui se produisent beaucoup moins fréquemment que ceux directement liés au volcanisme actif hawaiien. Les processus volcaniques, qui peuvent rapidement modifier les conditions au sein des volcans actifs, génèrent des milliers de séismes enregistrés chaque année par le HVO.
Lorsque des séismes relativement inhabituels se produisent à une semaine d’intervalle, on peut raisonnablement se demander s’il existe un lien entre eux. Cependant, nous manquons d’informations suffisamment détaillées et nous connaissons mal les conditions en profondeur sous l’archipel hawaiien pour savoir si un petit séisme sur une île peut en provoquer un autre sur une autre île.

L’historique sismique de la région et notre expérience des tremblements de terre sont  essentiels, en particulier lorsque des séismes se produisent dans des secteurs relativement inactifs comme Maui et Honolulu. D’une manière générale, les zones où se sont produits de puissants séismes dans le passé sont susceptibles de connaître de semblables événements dans l’avenir. Par exemple, en janvier 1938, un séisme de M 6,9 a eu lieu au NE de Maui. Parmi ses effets les plus significatifs sur l’île, on relève la fissuration d’un château d’eau et la rupture de canalisations. Des bâtiments ont été également endommagés à Maui, ainsi que sur les îles d’Oahu, de Kauai et Hawaii. Il est impossible de dire si le séisme de M 4.2 enregistré le 31 mars 2016, a été causé par la même faille qu’en 1938, mais on sait qu’un séisme de M 6,9 près de Maui entraînerait aujourd’hui beaucoup plus de pertes qu’autrefois.
Prédire avec précision l’emplacement, le jour, et l’amplitude d’un séisme reste impossible. Toutefois, les secousses mineures nous rappellent que des séismes destructeurs font partie de l’histoire d’Hawaii. Les autorités et la population devront donc être prêtes à réagir rapidement et efficacement en tout point de l’État le jour où un puissant séisme se produira.
Source: HVO.

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drapeau-anglaisIf you go and visit Hawaii, don’t be surprised if you feel the earth tremble. Each year, Big Island inhabitants feel dozens of small earthquakes which are part of their way of life. But three small earthquakes recently struck the whole State of Hawaii, reminding the residents that they, too, live with earthquakes.

On March 28th, an M 3.6 quake struck beneath the isthmus connecting West and East Maui. Four days later, an M 4.2 event, centered roughly 88 km east of Hana, Maui, was felt across the State. Three days later, on the morning of April 5th, an M 2.8 earthquake, centered about 5 km off Diamond Head, shook parts of Honolulu. While all three were considered small earthquakes, they were large enough to be felt by people.

Typically, an earthquake’s location provides the first clues as to its cause. The recent Maui and Oahu earthquakes were all located at depths between about 18 and 36 km. At such depths, and away from centers of volcanic activity, such as Kilauea or Mauna Loa on Hawai‘i Island, the flexing, or bending, of the Earth’s lithosphere due to the weight of the islands produces forces that result in occasional earthquakes. Lithospheric flexure occurs over geologic time, with associated earthquakes occurring much less frequently, compared to earthquakes more directly linked to active Hawaiian volcanism. Volcanic processes, which can rapidly change conditions within active volcanoes, generate many thousands of earthquakes recorded by HVO each year.

When relatively infrequent earthquakes occur within a week of one another, it’s reasonable to wonder whether they might be closely linked. However, we lack sufficiently detailed information and understanding of conditions at these depths beneath Hawaii to explain why one small earthquake would lead to another, islands apart.

Awareness of relevant earthquake history and experiences is essential, especially when earthquakes occur and are felt in relatively inactive regions like Maui and Honolulu. In general terms, areas where large earthquakes have occurred in the past are expected to continue to experience large earthquakes in the future. For instance, in January 1938, an M 6.9 earthquake occurred northeast of Maui. Among its extreme effects on Maui, there were cracked water catchment and broken water pipelines. Buildings were also damaged on Maui, as well as on Oahu, Kauai, and Hawaii. It’s not possible to say if the M 4.2 earthquake on March 31st, 2016, ruptured the same fault as in 1938, but an M 6.9 earthquake near Maui today would result in far greater losses now than then.

Predicting the precise location, time, and magnitude of a future earthquake is still not possible. Small earthquakes, however, remind us that damaging earthquakes are part of Hawaii’s history, and we must understand how to prepare and respond effectively across the entire State when a large earthquake strikes.

Source: HVO.

Hawaii earthquakes

Sur cette carte, les points rouges indiquent les 3 séismes enregistrés fin mars-début avril 2016, tandis que les points bleus montrent les séismes mineurs observés sur la Grande Ile entre le 28 mars et le 14 avril 2016 (Source: USGS / HVO)

Les éclairs volcaniques du Sakurajima (Japon) // Lightning of Sakurajima volcano (Japan)

drapeau-francaisDes chercheurs du département des Sciences de la Terre et de l’Environnement à l’Université de Munich ont développé des techniques pour observer et analyser les éclairs pendant les éruptions du Sakurajima. Ils ont récemment publié une étude dans Geophysical Research Letters intitulée «Observation multiparamétrique de la foudre volcanique sur le volcan Sakurajima au Japon ». Les chercheurs ont utilisé des caméras haute vitesse et des données magnétotelluriques afin de percevoir des processus éruptifs qui sont invisibles et trop rapides pour l’oeil humain. Alors qu’une caméra vidéo banale peut capturer des séquences d’images 30 fois par seconde, les caméras haute résolution et haute vitesse utilisées par les chercheurs capturent les images 100 fois plus rapidement.
Grâce à l’utilisation de ces caméras haute vitesse, les chercheurs ont appris que les éclairs se propagent en séries saccadées, un processus qui est également observé pendant les orages classiques. Cela correspond à la mise en court-circuit de régions chargées qui étaient séparées, soit à l’intérieur d’un nuage, soit entre le nuage et le sol.

Les éclairs détectés sur le Sakurajima sont généralement de petite taille et mesurent entre 9 et 180 mètres, c’est-à-dire deux ou fois moins que ceux qui apparaissent pendant les orages classiques.
La caméra haute vitesse permet de cartographier la répartition des éclairs au fil du temps, mais ces informations deviennent beaucoup plus intéressantes quand elles sont complétées par la surveillance magnétotelluriques (MT) qui détecte également les éclairs qui apparaissent dans la partie centrale plus opaque de la colonne éruptive.
Les observations MT échantillonnent simultanément les variations des champs électrique et magnétique depuis plusieurs kilomètres de distance et à l’incroyable fréquence de 65 000 fois par seconde. Les plus infimes fluctuations du champ magnétique sont enregistrées et ont révélé que les éclairs du Sakurajima véhiculent un courant pouvant atteindre 1000 ampères. En utilisant la technologie MT, les chercheurs peuvent aussi compter le nombre d’éclairs, déterminer le sens du courant pour chaque éclair et observer si la foudre reste concentrée dans le nuage de cendre ou si elle atteint le sol.
Si la compréhension scientifique de la foudre a atteint un bon niveau pendant les orages classiques, elle n’est encore qu’à l’état embryonnaire sur les volcans. Sur la base d’études cartographiques conduites en Alaska, on peut dire que la foudre volcanique se répartit en plusieurs catégories en fonction de son emplacement : foudre au niveau de la bouche éruptive, foudre à proximité de la bouche éruptive et foudre à l’intérieur du panache éruptif. La foudre au niveau du cratère du Sakurajima comprend des éclairs de plusieurs dizaines ou centaines de mètres de longueur à proximité de la bouche éruptive. A cet endroit, de petites particules de cendre sont projetées et sont préférentiellement chargées, c’est-à-dire que les plus grosses deviennent légèrement plus positives. Ensuite, comme le tri de la taille des particules s’effectue selon la résistance de l’air dans le nuage de cendre, elles deviennent physiquement séparées. Lorsque la cendre est projetée dans les airs, les particules de plus petite taille ont tendance à ralentir plus rapidement. C’est alors que se produit la séparation des charges, que ce soit par fracturation lorsque le matériau pyroclastique est violemment projeté pendant l’éruption; ou quand s’effectue un transfert de charge par frottement. Ce second mécanisme est semblable à l’électricité statique qui s’accumule lorsque l’on frotte une règle sur la manche d’un vêtement.
De nombreuses études ont montré que les colonnes éruptives se chargent statiquement à cause de la séparation des particules de cendre dans un panache. C’est un point important, parce que la présence de la foudre à proximité d’une bouche éruptive est directement liée à la quantité de matière fine produite par l’éruption. Ces découvertes laissent penser que nous pourrons bientôt utiliser la détection de la foudre pour mesurer la quantité de cendre émise lors des éruptions. La détection de la foudre offre la possibilité de quantifier les émissions de cendre pendant les intempéries et durant la nuit. Les détecteurs peuvent être installés à des dizaines de kilomètres d’une bouche éruptive et le nuage de cendre n’empêche pas les capteurs MT de « discerner » la foudre. Cette détection est essentielle car les nuages de cendre volcanique représentent l’un des principaux problèmes posés par les éruptions. Même diluées, les cendres ingérées par un moteur d’avion peuvent entraîner son arrêt et provoquer une catastrophe.
Compte tenu de l’impact économique des éruptions accompagnées de panaches de cendre, la prochaine génération de suivi des éruptions se concentrera sur la quantification des cendres et les détecteurs d’éclairs feront probablement partie des équipements prioritaires. Le Sakurajima aura largement contribué au développement de ces outils.
Source: Science en direct: http://www.livescience.com/

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drapeau-anglaisResearchers from the Department of Earth and Environmental Sciences at the University of Munich have been developing techniques to observe Sakurajima’s eruption lightning events. They recently published a study in Geophysical Research Letters entitled “Multiparametric observation of volcanic lightning: Sakurajima volcano, Japan”. In this study, the researchers use high-speed cameras and magnetotelluric data to perceive the eruptive processes that are invisible and too fast for a human observer to track. While a commonplace video camera might capture image sequences 30 times each second, the high-resolution, high-speed cameras that the researchers use capture images 100 times more rapidly.

With the use of high-speed cameras, researchers have learned that lightning sparks propagate in a series of jerky advances that correspond to the short circuiting of charged regions that have been separated either within a cloud, or between the cloud and ground.

The sparks that are detected during volcanic lightning episodes at Sakurajima are generally small and measure between 9 and 180 metres, namely one or two orders of magnitude shorter than the lightning that appears during electrical storms.

The high-speed camera maps the distribution of sparks over time, but this information becomes much more valuable when it is complemented by magnetotelluric (MT) monitoring, which also detects sparks occurring within the opaque, center portion of the eruption column.

MT observations sample both electric- and magnetic-field variations from many kilometres away and at an incredible 65,000 times per second. Tiny magnetic-field fluctuations are well-recorded, and have revealed that Sakurajima volcano lightning carries up to 1,000 amperes of current. Using the MT technique, the researchers can also count flashes, determine the direction of current flow for each flash and assess whether the lightning remains within the ash cloud or reaches the ground.

Although scientists’ understanding of thunderstorm lightning is mature, they are only starting to build an understanding of volcano lightning. Based upon volcano lightning « mapping » studies conducted in Alaska, volcano lightning may be broadly grouped into categories that are described as « vent discharges, » « near-vent lightning » or « plume lightning » depending upon where they are located within an eruption column.

The vent discharges at Sakurajima include sparks tens- to hundreds-of-meters long that occur near the mouth of the volcano. Here, small particles of ash erupt and are preferentially charged — that is, the larger particles becoming slightly more positive. And then, as particle sizes are sorted by air resistance within the ash cloud, they become physically separated. When the ash explodes upward, the smaller-size particles tend to slow down more quickly. This is when charge separation may occur, either due to fractocharging when the pyroclastic material is violently ripped apart during eruption; or due to tribocharging, which is charge transfer through rubbing. This second mechanism is akin to the familiar static electricity that builds up when you rub a ruler on your arm.

A wealth of volcano research has shown that eruption columns become statically charged due to ash separating in a plume. This is important, because near-vent volcanic lightning is directly related to how much fine material is erupted. These discoveries suggest that soon we might be able to use lightning detection as a measure of how much ash is ejected during eruptions. Lightning detection offers a means to potentially quantify ash discharges during inclement weather and at nighttime. Detectors can be located at safe distances, tens of kilometres from the vent, and the cloud does not impede the ability of MT sensors to « see » lightning. Such detections are critical, as volcanic ash clouds are one of the principal hazards posed by eruptions. Even dilute amounts of ash that are ingested by a jet turbine can incapacitate the engine, causing it to fail catastrophically.

Given the economic impact of ashy eruptions, the next generation of eruption monitoring will focus on ash quantification and will likely use lightning ash detectors as a primary instrument. Sakurajima is facilitating the development of this tool.

Source : Live Science : http://www.livescience.com/

Rinjani_1994

Production d’éclairs sur le Rinjani (Indonésie) en 1994

(Crédit photo: Wikipedia)

White Island (Nouvelle Zélande) [suite]

L’éruption qui s’est produite le 27 avril 2016 à White island a formé un nouveu cratère dans la partie NE du volcan. Toutefois, il semble que peu ou pas de matériaux d’origine magmatique ait été éjecté au cours de l’explosion. Un survol du site a permis aux volcanologues d’observer les traces d’un glissement de terrain et de remarquer que les émissions de gaz étaient faibles au niveau de la nouvelle bouche éruptive. L’activité sismique reste faible et le niveau d’alerte de White Island reste à 2.
Il y a de fortes chance pour que la dernière éruption soit d’origine phréatique, comme cela s’était déjà produit en 2012 et 2013.

Source: GeoNet.

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The eruption that occurred on April 27th at White Island formed a new crater in the NE part of the volcano. However, it looks as if little or no magma was ejected. During an aerial inspection of the site, volcalolgists also found evidence of a landslide. Hot translucent gas was being emitted from the new vent but gas levels were only slightly elevated. Seismic activity remains low and the Volcanic Alert Level remains at Level 2.
The eruption was likely phreatic, like in 2012 and 2013.

Source: GeoNet.

Ruapehu (Nouvelle Zélande)

drapeau francaisUn essaim sismique d’origine volcanique est enregistré sous le lac de cratère du Ruapehu depuis le 26 avril 2016. Cela fait plusieurs années que de tels essaims n’ont pas été observés sur le volcan. Dans le même temps, la température du lac sommital est en hausse depuis la fin 2015 et, depuis la mi-avril 2016, la température de l’eau est passée de 25 à 40°C. Ce n’est pas la première fois qu’une telle hausse se produit. La température avait déjà augmenté de manière analogue en mars 2011, avril 2014 et février 2015.
Aucune modification significative n’a été observée dans les gaz volcaniques, la chimie de l’eau du lac et aucun débordement n’a eu lieu.
Les derniers événements ne justifient donc pas une modification du niveau d’alerte du Ruapehu qui reste à 1 tandis que la couleur de,l’alerte aérienne est maintenue au Vert.
Pour terminer, il faut insister sur le fait que l’évolution de la situation sur le Ruapehu n’a aucun lien avec la petite activité éruptive observée le 27 avril dernier à White Island.
La denière éruption du Ruapehu a eu lieu le 25 septembre 2007.
Source: GeoNet.

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drapeau-anglaisA volcanic earthquake swarm has been recorded beneath the Crater Lake of Mount Ruapehu since April 26th, 2016. Swarms of volcanic earthquakes like these have been uncommon on Ruapehu in recent years. Besides, the temperature of the Crater Lake has been rising since late 2015 and since mid-April 2016 the temperature has risen from 25 to 40 °C. Similar temperatures and rate of temperature increase were observed in March 2011, April 2014 and February 2015.

No other changes in other parameters like volcanic gas, lake chemistry or lake overflow have been observed.
The last changes changes at Ruapehu are not considered sufficient to change the Volcanic Alert Level. They are not related to the volcanic eruption that occurred at White Island on Wednesday, April 27th. Mount Ruapehu remains at Volcanic Alert Level 1 and the Aviation Color Code is Green.

The most recent eruption occured on September 25th, 2007

Source: GeoNet.

Ruapehu lac

Lac de cratère du Ruapehu (Photo: C. Grandpey)